182551. lajstromszámú szabadalom • Berendezés folyadékok kezelésére
1 182551 2 A találmány tárgya berendezés folyadékok kezelésére, elsősorban a folyadékban levő, a folyadék fajsúlyánál kisebb vagy a folyadék fajsúlyánál kisebb és nagyobb fajsúlyú szilárd és/vagy folyékony részecskék gravitációs leválasztására függőleges tengelyű hengeres vagy sokszögletű medencékben, ahol a medencében a folyadékáramlás irányában haladva előülepitőtér, majd egy- vagy többlépcsős szeparációs tér található, melyeken a kezelendő folyadék sugárirányban kifelé haladva áramlik át. Folyadékkezelés alatt a találmány vonatkozásában elsősorban folyadéktisztítást, pl. szennyvíztisztítást értünk, amelynek során a folyadékból más folyadékot vagy szilárd anyagot választunk ki, vagy amikor más folyadékot gázzal, pl. levegővel érintkeztetjük, továbbá, amikor a folyadékot biológiai kezelésnek vetjük alá. Végül folyadékkezelésnek tekintjük a folyadék hűtését és gáztalanítását is. A korszerű víz- és szennyvíztisztítási technológiák világszerte megkövetelik a korszerű folyadékszeparáló, pl. ülepítő rendszerek létesítését, amelyekkel korszerű környezetvédelmi berendezések létesíthetők. A folyadékokban levő szemcsés és/vagy lebegőanyagok szétválasztása alapvető feladat, melyre számos berendezés ismeretes. Ezen berendezések egy része kör- vagy sokszögalaprajzú függőleges tengelyű, henger alakú berendezés, pl. előregyártott betongyűrűkből, aknaszerű kialakítással. Az eddig ismert köraknaszerú berendezéseknek, melyeket főleg pl. kis kapacitású benzin-, olaj-, homokfogó medencékként vagy elő-, ill. utóülepítő medencékként használnak, egyterű hengermedencéi vannak, melyekben a szeparáló, pl. ülepítő folyamatok hatékonysága korlátozott. Ezek a berendezések nem biztosítják az optimális szeparációs, pl. ülepítési folyamatokat, hatásfokuk korlátozott, terjedelmük nagy, s így gazdaságtalanok. Ismert a 3,807. 563 sz. USA szabadalomból olyan berendezés házi szennyvizek ún eleveniszapos kezelésére, amelynek négyszögletes tartálya alul, a hosszabb oldalak közepe felé lejt és középütt egy vályút alkot, amelyben perforált levegőztetőcső helyezkedik el, felette pedig a levegőt felfelé vezető, belül üres fal van. A tartályban egy második levegőbeviteli cső is van, amely egy felszállócsőhöz csatlakozik, az viszont egy porlasztófúvókához vezeti a légbuborékokat, s az általuk felkapott vizet. A tartály kivezetőcsöve előtti térben ferde, egymással párhuzamos lemezekből álló ülepítő, szeparátor található, amely az eleveniszap leválasztását és a tartályba való visszajuttatását szolgálja. A berendezésnek nincs előülepítő tere, a ferde lamellákba alulról áramlik a folyadék. Az ilyen műtárgy csak max. 50—100 m3/nap mennyiségű szennyvíz tisztítására alkalmas. A berendezésnek nincs központi folyadékbevezetése, ezért radiális átáramlás nem hozható létre, a medence pedig téglalap alakú és nincsenek koncentrikus részei. A szeparáló, pl. ülepítő berendezések alapvető feladata, hogy lehetőleg kiküszöböljék a turbulens áramlási viszonyokat. Ülepítési szempontból a lamináris áramlás alapvető követelmény, amikor is az egyes lebegőanyagok, szemcsék, részecskék zavartalanul tudnak ülepedni. A lamináris és turbulens áramlások megkülönböztetésére az ún. Reynolds-féle szám alkalmas, amelynek értéke lehetőleg 500 alatt kell legyen ahhoz, hogy az ülepítés a lamináris tartományban, optimális körülmények között menjen végbe. A jelenleg ismert kör alaprajzú szeparáló medencék számos további hátránnyal bírnak. A folyadék átáramlási viszonya kedvezőtlen, turbulens áramlási viszonyok alakulnak ki, továbbá nem használatosak a tengelyszimmetrikus radiális átáramlási lehetőségek a kis műtárgyakban ezért az ezen áramoltatásból származtatható többlethatások sem hasznosítottak. Ilyen pl. a koaleszcens (cseppesítő, egyesítő) lamellák közötti radiális áramoltatás lehetősége, mely pl. olajos szennyvizek szeparációja esetében számottevő hatékonyságnövelést biztosít. „Koaleszcens lamellák” alatt a továbbiakban olyan lamellákat, lamellás betéteket értünk, amelyek radiális átáramlásúak, amiből adódóan az áramlási keresztmetszet az áramlás irányában folyamatosan növekszik. Ez előidézi azután az irodalomból ismert koaleszcens — azaz cseppesítő — hatást. A találmány feladata a jelenleg ismert, kör alaprajzú álló, hengeres szeparációs berendezésekben, vagy kör- és körgyűrű alakú szeparációs berendezésekben a komplex szeparációs folyamatok biztosítása lamináris áramlási viszonyok mellett, amit lamellás (lemezes) betétekkel biztosít. Feladata továbbá a meglevő berendezések szeparációs hatékonyságának növelése, pl. olajos szennyvíz esetében a cseppesítés hatásfokának növelése, általában pedig az eddig ismert egyterű, kör keresztmetszetű vagy körgyűrű-medencék hátrányainak kiküszöbölése mind a hatékonyság, mind a gazdasági paraméterek vonatkozásában. Célul tűztük, hogy az ismert szeparációs rendszereknél kisebb térfogattal nagyobb hatásfok legyen elérhető, ezáltal a létesítési és üzemelési költségek csökkentése mellett kisebb terület igény lép fel. A találmány alapgondolata, hogy az újonnan épülő vagy a meglevő, kör alaprajzú szeparációs medencéket koncentrikus kör határolófalak révén többterű berendezéssé alakítjuk ki, továbbá az ülepítéshez lamellás — azaz lamináris — betéteket alkalmazunk, végül a hatékonyság fokozására radiális átfolyású koaleszsens lamellákat is elhelyezünk. A feladat legkedvezőbb megoldásához tartozik még olyan lamellák alkalmazása a berendezés különféle tereiben, amelyek optimális áramlási viszonyokat biztositanak. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy kör alaprajzú álló henger alakú egyterű szeparációs berendezésekben is lehet lineáris áramlást biztosítani ferde lamellák beépítésével, továbbá a teret több koncentrikus térre felosztva tengelyszimmetrikus radiális áramlás alakítható ki. A fajlagosan kisebb hely-, ill. térfogat igényű lamináris áramlásos szeparáción túlmenően a rendelkezésre álló terekben szeparációs lépcsőket — pl. előülepítést és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
